A acústica é um ramo da física que estuda a produção, transmissão, armazenamento, percepção e reprodução do som; Ou seja, estuda detalhadamente as ondas sonoras que se propagam pela matéria, que podem estar no estado gasoso, líquido ou sólido, pois o som não se propaga no vácuo. O som é o elemento principal da acústica e consiste em ondas sonoras que são produzidas quando as oscilações da pressão do ar são convertidas em ondas mecânicas.
O que é acústica
Tabela de conteúdos
É o ramo da física que estuda a produção e o comportamento durante a transmissão e destino das ondas sonoras, bem como sua composição. Ao falar sobre o que é acústica, também se refere ao estudo de espaços físicos ou locais onde o som é propagado, e tem múltiplas aplicações para eventos, estúdios e espaços públicos.
Também na música, é o termo que se entende pela utilização de instrumentos que produzem sons acusticamente, deixando de lado os elementos elétricos ou eletrônicos, por exemplo, o violão.
O que a Acústica estuda
Eles têm amplitude (valores máximos e mínimos em sua ondulação), frequência (número de oscilações por segundo ou repetições), velocidade (o tempo que decorre desde a geração até chegar ao receptor), comprimento (quanto tempo a onda tem ou que distância existe entre dois picos ou vales nele), período (tempo de cada ciclo para sua repetição), amplitude (quantidade de energia do sinal, não significa volume), fase (posição de uma onda em relação à outra) e potência (quantidade de energia acústica por tempo por fonte).
Existem dois tipos de ondas de acordo com a forma como se movem no meio: longitudinais (o movimento será paralelo à direção de propagação) e transversais (o movimento é perpendicular à direção de propagação).
Dentro do fenômeno acústico, estuda-se não apenas o som que pode ser facilmente percebido pelo ouvido humano, mas também o infra-som e o ultrassom. O infra- som são aquelas frequências sonoras mais baixas do que o ouvido humano pode perceber (20 hertz), mas para alguns animais é bastante perceptível e usado como comunicação a grandes distâncias; enquanto o ultrassom são as ondas que ficam acima da audição percebida pelo ser humano, em torno de 20.000 hertz.
Para este estudo, o som constitui um transporte de energia na forma de vibração, e sua velocidade dependerá da densidade do meio e da temperatura do ar. A velocidade será maior em sólidos e líquidos do que em meio gasoso (ar). A velocidade do som no ar é de cerca de 344 metros por segundo a cerca de 20º C, embora para cada grau centígrado adicional de temperatura, a velocidade da onda acústica aumente a uma taxa de 0,6 m / s. Em líquidos, especificamente na água, a velocidade será de aproximadamente 1.440 m / s, enquanto em sólidos como o aço, será em torno de 5.000 m / s.
História da Acústica
Marco Vitruvio Polión (80 / 70-15 AC), arquiteto e engenheiro romano, foi o precursor da acústica arquitetônica, escrevendo sobre os fenômenos acústicos que aconteciam nos teatros, e graças a isso, houve um registro de aspectos leve em consideração o campo acústico ao construir espaços teatrais e musicais.
Posteriormente, o engenheiro, físico e matemático Galileo Galilei (1564-1642), concluiu os estudos de Pitágoras, definindo as ondas com mais clareza, dando origem à acústica fisiológica, e descrevendo-a como um estímulo interpretado pela mente como som, à acústica psicológica. Marin Mersenne (1588-1648), filósofo e matemático francês, realizou experimentos sobre a velocidade de propagação do som; e Isaac Newton (1643-1727), formulou a velocidade do som em sólidos. O físico John William Strutt (1842-1919), também conhecido como Lord Rayleigh, escreveu sobre a produção de som em cordas, pratos e membranas.
Outros personagens famosos da história que contribuíram para o campo acústico foram o astrônomo, matemático e físico Pierre-Simon Laplace (1749-1827), com estudos sobre propagação do som; Hermann von Helmholtz (1821-1894), físico e médico, estudou a relação entre tons e frequências; Alexander Graham Bell (1847-1922), inventor e cientista, desenvolveu o telefone observando que alguns materiais podiam transformar e transportar vibrações sonoras; Thomas Alva Edison (1847-1931), inventor, conseguiu a amplificação das vibrações sonoras com o desenvolvimento do fonógrafo.
Ramos da Acústica
Existem várias classificações que, juntas, ajudam a definir o que é acústica, de acordo com os meios de propagação das ondas e sua utilidade prática. Algumas delas são:
Acústica Acústica
Este é um termo redundante, embora muitas pessoas estejam curiosas sobre ele. A acústica está presente em todos os ramos. Por exemplo, na acústica física, que trata da análise de fenômenos sonoros, as leis sob as quais é governado, seu transporte pela mídia e suas propriedades; enquanto a metrologia acústica é a encarregada de calibrar instrumentos para medir magnitudes acústicas a fim de registrar suas quantificações ou produzi-las.
Acústica Fisiológica
Estude os ouvidos e a garganta, bem como a área do cérebro que decodifica as ondas. Aqui estão incluídos os sons emitidos, bem como a percepção dos mesmos e distúrbios.
Acústica arquitetônica
É responsável pelo estudo da acústica em recintos e espaços, o seu comportamento, como adaptar e definir esses espaços para o aproveitamento ideal das características sonoras e ter uma propagação eficaz num espaço controlado. Essa divisão ajudou a desenvolver gabinetes adequados para esse fim, como a concha acústica.
Acústica Industrial
É o ramo que se encarrega de atenuar os efeitos do ruído produzido pela atividade industrial, de forma a proteger os trabalhadores da poluição sonora e dos seus ataques, através de algum tipo de isolamento acústico.
Acústica Ambiental
Estude os sons presentes no exterior, o ruído do ambiente e seus efeitos na natureza e nas pessoas. Esses ruídos são gerados pelo tráfego, diferentes tipos de transporte, estabelecimentos comerciais, bairros e diferentes atividades humanas diárias. Esta filial promove a gestão e controle do ruído, para reduzir a poluição sonora.
Contaminação acústica
Acústica Musical
É aquele que estuda o som produzido pelos instrumentos musicais, suas escalas, acordes, consonâncias. Ou seja, da afinação da escala do mesmo. Além das citadas, existem outros ramos, tais como:
- Aeroacústica (som produzido pelo movimento no ar)
- Psicoacústica (percepção humana do som e seus efeitos)
- Bioacústica (estuda a audição em animais e a compreensão de sua percepção)
- Subaquático (detecção de objetos com som, como radares)
- Slectroacoustics (estuda processos eletrônicos de captura e processamento de som)
- Fonética (acústica da fala humana)
- Macroacústica (estudo de sons altos)
- Ultrassônico (estuda sons de alta frequência inaudíveis e suas aplicações)
- Vibratório (estudo de sistemas que possuem massa e elasticidade capazes de realizar movimentos oscilatórios)
- Estrutural (estuda o som que se propaga pelas estruturas na forma de vibrações), entre outros.
Fenômenos Acústicos
São aquelas distorções nas ondas sonoras, causadas por obstáculos ou variações existentes no meio de propagação que afetam suas características. Entre esses fenômenos acústicos estão:
- Reflexão: é quando a onda sonora encontra um obstáculo sólido e isso faz com que ela se desvie de seu curso original, criando um efeito de "salto", que lhe permite retornar ao meio de onde provém.
- Eco - ocorre quando uma onda rebate e é refletida em ciclos repetidos em um intervalo de aproximadamente 0,1 segundos. Para percebê-lo, a fonte sonora e a superfície que o reflete devem estar separadas por pelo menos 17 metros.
- Reverberação: Esta é um fenómeno semelhante ao eco, com a diferença de que o tempo de repetição é menos do que 0,1 segundos, e o efeito resultante é um som prolongado. Neste caso, a fonte e a superfície refletora devem estar a menos de 17 metros de distância.
- Absorção: ocorre quando a onda atinge uma superfície e neutraliza ou absorve parte dela e o restante é refletido. Os painéis acústicos usados nos estúdios têm essa propriedade, embora absorvam quase inteiramente o som.
- Refração: são as curvaturas que um som assume ao passar de um meio para outro, e sua direção e velocidade dependerão da temperatura, densidade e elasticidade do meio de propagação.
- Difração: é quando uma onda encontra em seu caminho um obstáculo menor que seu comprimento, que faz com que ela a rodeie e a onda se "disperse".
- Interferência: ocorre quando duas ou mais ondas diferentes se cruzam ou se sobrepõem. Geralmente, eles têm trajetórias opostas, então eles vão "colidir" uns com os outros. Quanto mais iguais as duas ondas tiverem em termos de amplitude, maior será o índice de interferência.
- Pulsações: surgem na presença de duas ondas de frequências diferentes mas muito próximas, o que é imperceptível ao ouvido humano, por isso é percebido como uma única frequência.
- Efeito Doppler: é aquele percebido quando ocorre um aumento ou diminuição na frequência de uma onda quando o emissor e o receptor se aproximam ou se distanciam. Exemplo: quando você ouve uma ambulância ou patrulha chegando, ela passa e se afasta novamente.
O que é poluição sonora
É a versão acústica da alteração de um ambiente em um determinado espaço. Quando houver poluição sonora, então será entendido que há um excesso de som ou ruído que irá alterar o ambiente.
O que é espuma acústica
Existem duas classes de elementos projetados para absorver em uma determinada escala: materiais de absorção de som e elementos seletivos ou também chamados de ressonadores.
As primeiras são utilizadas para obter tempos de reverberação adequados nas atividades realizadas no espaço, na redução ou eliminação de ecos e na eliminação de ruídos poluentes externos ao local. Os mais usados são lã de pedra revestida, fibra de poliéster revestida e espuma de resina melamina flexível.
Os segundos são aqueles utilizados para se obter uma grande absorção das baixas frequências, reduzindo em princípio os tempos de reverberação. Eles podem ser usados como suplementos de materiais absorventes ou separadamente para os fins descritos acima.
Os tipos de ressonadores são:
- Membrana ou diafragmático: materiais não porosos e flexíveis, como a madeira.
- Cavidade simples: formada por uma cavidade de ar fechada, que é conectada ao ambiente por uma abertura estreita.
- Tubo coletor de cavidades baseado em painéis ranhurados: painel de material não poroso e rígido ao qual foi perfurada uma série de círculos ou ranhuras, que se localizarão a uma certa distância da parede da sala, para que haja um espaço ar fechado formado por ambas as superfícies.
